e涂层被广泛认为是最高效的涂层工艺之一。然而，在当今竞争激烈的环境中，对提高效率的追求是无情的。最近能源成本的增加，通过同一系统加工更多零件的愿望，以及对环境的担忧，导致了对具有较低固化温度的电泳材料的兴趣。幸运的是，新的发展正在满足市场对具有高性能阴极环氧电泳漆的低温固化的需求。

几十年来，阴极环氧电泳底漆一直是防止金属表面腐蚀的主要工具。现代e-coat涂料配方和应用设备的结合为许多应用提供了高效，环保，具有成本效益的涂层解决方案。e涂层被广泛认为是最高效的涂层工艺之一。然而，在当今竞争激烈的环境中，对提高效率的追求是无情的。最近能源成本的增加，通过同一系统加工更多零件的愿望，以及对环境的担忧，导致了对具有较低固化温度的电泳材料的兴趣。幸运的是，新的发展正在满足市场对具有高性能阴极环氧电泳漆的低温固化的需求。

涂料开发与性能

阴极环氧电泳交联的化学过程包括解堵或去除异氰酸酯交联剂中的醇，使其与主链树脂上的功能位点发生反应，形成完全交联的膜。这种解封机制在确定固化薄膜所需的温度方面起着重要的作用。对于大多数用于典型设计工艺的市售阴极环氧电泳产品，部分温度为350-400°F(177-204°C)，需要10 -20分钟才能充分固化薄膜。

杜邦公司开发了一种新的混合金属氧化物催化剂，可以使酒精在较低的温度下更有效地解封。这种新型催化剂系统*可使典型电泳工艺所需的固化温度降低20-40°F，同时保持优异的薄膜性能。与目前可用的商业产品相比，新的电泳底漆扩大了下端操作烘烤窗口。低固化涂层的目标烘烤条件为15分钟，部分温度为320°F(160°C)，低端固化温度可能低至300°F(150°C)。图1显示了新涂层的固化窗口。

涂层的固化反应可以通过测量聚合物体系的凝胶分数来验证——已经反应并交联形成涂层的聚合物链的百分比。凝胶分数越高，固化效果越好。低固化阴极环氧树脂在300°F下15分钟后达到>90%的凝胶分数，而标准电子涂层底漆在该时间和温度下达到约66%的凝胶分数。图2显示了新涂层和常用对照材料的凝胶分数测试结果。

这种新型电子大衣的开发是全球共同努力的结果。在德国伍珀塔尔、巴西圣保罗和密歇根州克莱门斯山的实验室工作的化学家和工程师合作开发了这项技术，目的是确保这种新产品能够满足全球范围内精加工专业人士的需求。除了较低的固化温度外，新涂层的工艺操作目标和电子镀液化学操作目标与现有的杜邦阴极环氧配方一致，因此在现有系统中使用新涂层几乎不需要修改。薄膜性能达到或超过目标薄膜性能。新型电子涂层不含重金属，挥发性有机化合物(VOC)含量较低，低于0.4磅/加仑。最后，新涂层能够与所有现有的阴极环氧电泳涂层材料“倾倒”。

新产品符合汽车原始设备制造商(OEM)的规范，目前有两家汽车原始设备制造商在北美的电泳槽中使用该涂料。

低固化电泳的潜在好处

较低的固化温度要求为电子涂层整理剂提供了几个潜在的优势，包括节约能源、提高工艺吞吐量和提高加工含有重金属区域的零件的能力。

节约能源的潜力是显而易见的。简单的能源消耗模型表明，在典型的电子涂层固化烤箱中，将烤箱设定值温度降低30°F(17°C)应可减少约8%的天然气或电能消耗。确切的节能将取决于许多因素，包括烤箱设计，部分质量和部分几何形状。

低温固化涂料的另一个优点是，在使用大约相同的能量的情况下，有可能增加通过电子涂层固化炉加工的零件的质量。这种能力允许增加机架密度或增加线速度的潜力。简单的模型表明，设置在400°F(204°C)，部分质量为100%的烤箱将消耗与设置在370°F(188°C)，部分质量为110%的烤箱相同的能量。同样，精确的烤箱容量和能源消耗将取决于许多因素。在增加机架密度或提高线速度之前，应仔细考虑电子涂层系统的所有区域。

最后，较低的固化温度涂层可以使含有重金属区域的零件通过典型系统进行加工，而无需提高烘箱的目标设定值或降低线速度。未固化的电子涂层会导致零件的腐蚀或其他关键物理性能不佳。新型低固化阴极环氧电子涂层具有更广泛的低端固化窗口，可以帮助对需要较长时间加热的部件的重金属区域提供更好的固化。

技术优势

现代阴极环氧电泳涂料配方与精心设计的应用工艺相结合，被广泛认为是最有效的涂层体系之一。涂装行业的竞争非常激烈。成功的涂布者必须努力不断改进才能生存或发展。较低固化温度的阴极环氧涂料配方为工艺改进提供了几个潜在的领域，可以产生显著的经济效益。


有关低固化阴极环氧电子涂层和其他汽车涂料的更多信息，请访问www.performancecoatings.dupont.com．


*该新产品由杜邦提供，名为ElectroShield™21。
* * CorMax®VI。